(57)【要約】【課題】本発明は、上記デラミネーションや導通不良のない、安定な導体膜を有する複合シート、複合シートの製造方法および積層部品の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】少なくともセラミック材料と光硬化システムを含有する光硬化セラミック層１に、該光硬化セラミック層１の厚みと略同一厚みの導体３が、該導体３が露出するように埋設された複合シートＡであって、該導体３に１００ｍＪで露光した際の全光線透過率が１０％以下であることを特徴とする複合シートＡ。【選択図】図１
2006012978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともセラミック材料と光硬化システムを含有する光硬化セラミック層に、該光硬化セラミック層の厚みと略同一厚みの導体が、該導体が露出するように埋設された複合シートであって、該導体に１００ｍＪで露光した際の全光線透過率が１０％以下であることを特徴とする複合シート。
【請求項２】
少なくともセラミック材料と光硬化システムを含有する光硬化セラミック層に、該光硬化セラミック層の厚みと略同一厚みの導体が、該導体が露出するように埋設された複合シートであって、該導体に１００ｍＪで露光した際のｈ線波長領域における光線透過率が５％以下であることを特徴とする複合シート。
【請求項３】
少なくともセラミック材料と光硬化システムを含有する光硬化セラミック層に、該光硬化セラミック層の厚みと略同一厚みの導体が、該導体が露出するように埋設された複合シートであって、該導体に１００ｍＪで露光した際のｉ線波長領域における光線透過率が５％以下であることを特徴とする複合シート。
【請求項４】
前記光硬化システムが、少なくとも光硬化可能なモノマーと光重合開始剤を含有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の複合シート。
【請求項５】
前記導体が、金属と、金属酸化物もしくはガラスを含有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載の複合シート。
【請求項６】
（ａ）支持体表面に、少なくとも金属粉末材料と、金属酸化物もしくはガラスとを含む導体ペーストによって、１００ｍＪで露光した際の全光線透過率が１０％以下となる所定の導体を形成する工程と、
（ｂ）前記導体を形成した支持体上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体の厚み以上の厚みに塗布して光硬化セラミック層を形成する工程と、
（ｃ）前記支持体の裏面より、光を照射して、前記導体形成以外の領域の光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層の前記導体表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化セラミック層と導体からなる複合シートを作製する工程と、
を具備することを特徴とする複合シートの製造方法。
【請求項７】
（ａ）支持体表面に、少なくとも金属粉末材料と、金属酸化物もしくはガラスとを含む導体ペーストによって、１００ｍＪで露光した際のｈ線波長領域における光線透過率が５％以下となる所定の導体を形成する工程と、
（ｂ）前記導体を形成した支持体上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体の厚み以上の厚みに塗布して光硬化セラミック層を形成する工程と、
（ｃ）前記支持体の裏面より、光を照射して、前記導体形成以外の領域の光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層の前記導体表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化セラミック層と導体からなる複合シートを作製する工程と、
を具備することを特徴とする複合シートの製造方法。
【請求項８】
（ａ）支持体表面に、少なくとも金属粉末材料と、金属酸化物もしくはガラスとを含む導体ペーストによって、１００ｍＪで露光した際のｉ線波長領域における光線透過率が５％以下となる所定の導体を形成する工程と
（ｂ）前記導体を形成した支持体上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体の厚み以上の厚みに塗布して光硬化セラミック層を形成する工程と、
（ｃ）前記支持体の裏面より、光を照射して、前記導体形成以外の領域の光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層の前記導体表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化セラミック層と導体からなる複合シートを作製する工程と、
を具備することを特徴とする複合シートの製造方法。
【請求項９】
前記光硬化セラミック層および導体の厚みが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項６乃至８のうちいずれかに記載の複合シートの製造方法。
【請求項１０】
（ｅ）請求項６に記載の（ａ）〜（ｄ）工程により作製した複合シートを積層し、任意の層数の積層体を形成する工程と、
（ｆ）前記積層体を焼成する工程と、
を具備することを特徴とする積層部品の製造方法。
【請求項１１】
（ｇ）請求項７に記載の（ａ）〜（ｄ）工程後に、支持体から光硬化セラミック層と導体とからなる複合シートを剥離する工程と、
（ｈ）（ａ）〜（ｄ）および（ｇ）工程によって作製された複数の複合シートを積層する工程と、
（ｉ）前記積層体を焼成する工程と、
を具備することを特徴とする積層部品の製造方法。
【請求項１２】
（ｊ）請求項８に記載の（ａ）〜（ｄ）工程により、第１の支持体上に第１の複合シートを作製する工程と、
（ｋ）（ａ）〜（ｄ）工程を経て、第２の支持体上に第２の複合シートを作製する工程と、
（ｌ）前記第１の複合シートの表面に、前記第２の複合シートを積層する工程と、
（ｍ）前記第２の複合シートから前記第２の支持体を剥離する工程と、
（ｎ）必要に応じ、上記（ｋ）〜（ｍ）工程を繰り返すことによって複合シートによる任意の層数の積層体を形成する工程と、
（ｋ）前記積層体を焼成する工程と、
を具備することを特徴とする積層部品の製造方法。
【請求項１３】
前記光硬化セラミック層および導体の厚みが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１０乃至１２記載の積層部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信機等に使用されるセラミック積層部品、積層基板などに適した複合シート、複合シートの製造方法および積層部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器は小型軽量化、携帯化が進んでおり、それに用いられる回路ブロックも、小型化、複合モジュール化が押し進められており、セラミック多層回路基板などの積層部品の高密度化と小型化が進められている。
【０００３】
一方、従来のセラミック多層基板は、通常、グリーンシート法と呼ばれる製造方法により製造されるものである。このグリーンシート法は、絶縁層となるセラミック粉末を含有するスラリーを用いてドクターブレード法などによってセラミックグリーンシートを作製し、次に、このセラミックグリーンシートにビアホール導体となる位置にＮＣパンチや金型などで貫通穴を形成し、導体ペーストを用いて、内部や表面の導体のパターンを印刷するとともに、前記貫通穴に導体ペーストを充填してビアホール導体を形成した後、同様にして作製した複数のセラミックグリーンシートを積層し、この積層体を一括同時焼成する製造方法である。（特許文献１参照）。
【０００４】
このグリーンシート法においても、高精度化、さらには高密度化への要求に対して、絶縁層である導体間のセラミックグリーンシート層厚みの薄層化とともに、導体については微細配線化、更に低損失、低抵抗値を実現するため導体の厚みを厚くすることが求められている。
【０００５】
従来のグリーンシート法などの製造方法においては、このセラミックグリーンシート層厚みの薄層化と導体の厚膜化という、２つの要求を同時に満たそうとすると、導体が形成されている部分と形成されていない部分とで、導体の厚み分の段差が必然的に発生してしまう。この段差によって、積層不良（デラミネーション）が発生するといった問題があり、セラミックグリーンシート層厚みの薄層化と導体の厚みの厚膜化を同時に満たすには、限界があった。
【０００６】
また、ビア導体などの垂直導体を形成するためには、グリーンシートに対してパンチングなどによって貫通穴を形成する穴あけ工程が不可欠であり、導体を形成する印刷工程に対して付加的な工程となっていた。この穴あけ工程により絶縁層が薄層（５０μｍ以下）の場合、伸び、変形、破れ等の問題があった。
【０００７】
上記課題を解消し、絶縁層厚みの薄層化と導体の厚みの厚膜化を同時に満たし得る複合シートの発明がなされている。（特許文献２参照）。
【０００８】
本複合シートは、セラミック材料と光硬化システムを含有するシートに、該シートの厚みと略同一厚みの導体が、該導体が露出するように埋設された複合シートであり、その製造方法は以下の通りである。
【０００９】
（ａ）光透過可能なキャリアフイルム表面に、少なくとも金属粉末材料と、有機バインダとを含む導体ペーストによって、光非透過性の所定のパターンの導体を形成する工程と、（ｂ）前記導体を形成したキャリアフイルム上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体部の厚み以上の厚みに塗布して光硬化セラミック層を形成する工程と、（ｃ）前記キャリアフイルムの裏面より、光を照射して前記導体形成以外の領域の光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層の前記導体部表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化セラミック層と導体部からなる複合シートを作製する工程と、を具備することを特徴とするものである。
【００１０】
キャリアフイルムを除去した本シートを任意に積層し、その積層体を焼成すれば、セラミックグリーンシート層厚みの薄層化と導体の厚膜化という、２つの要求を同時に満たす積層部品は得られる。
【００１１】
しかしながら、導体の厚膜化を図ろうとすると、単に金属粉末材料、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕといったもののみを選択して導体ペーストを形成すると以下の課題が生じる。
【００１２】
まず、セラミック材料と導体材料の熱膨張率の違いから、焼成終了段階で両材料界面、もしくはその近傍にクラックを生じる。通常セラミックスの熱膨張率は４〜１２ｐｐｍ／℃程度であり、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕは２０ｐｐｍ／℃程度である。この差が焼成終了段階で応力として働き、クラックの原因となる。
【００１３】
次に、セラミック材料と導体材料の焼成収縮挙動の違いから、焼成途中段階で両材料界面に剥離を生じる。例えば、Ａｇの融点は９５０．５℃であり、１μｍ程度の粒径のものは４００℃程度から焼成収縮が開始する。セラミック材料、例えばガラスセラミックスの場合、一般に６００〜８００℃程度の温度で収縮が開始するので、Ａｇが先に収縮して、セラミックスとの界面に剥離を生じる。また、基板の反りが大きくなるといった問題が生じることもある。
【００１４】
これら２つの問題を解決する為に、導体材料に金属粉末の焼結挙動をセラミックスと合わせる為の材料を添加する方法が発明されている。（特許文献３参照）。
【００１５】
これによれば、導電ペーストは、セラミックスの焼結開始温度よりも低い７００〜８４５℃の屈伏点をもったガラスフリット及びＡｇ系の導電性粉末を含んでおり、前記ガラスフリットは、平均粒径が１０μｍ以下であり、その添加量が、前記Ａｇ系の導電性粉末の３０〜５５体積％であることを特徴としている。
【特許文献１】特開平１１−０６６９５１号公報
【特許文献２】特願２００２−３３９９２２号公報
【特許文献３】特許第３１３０９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、このような導電ペーストを用いた場合、ガラス量が多く、かつ光線透過率が高いために導体は光非透過性膜とならず、前記製造方法において、導体上の塗布された光硬化スラリーが硬化して、現像後も残さとして残ってしまう。
【００１７】
本残さは、積層の際、デラミネーションを引き起こす、導通不良を引き起こすといった課題を生じてしまう。
【００１８】
本発明は、上記デラミネーションや導通不良のない、安定な導体膜を有する複合シート、複合シートの製造方法および積層部品の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の複合シートは、少なくともセラミック材料と光硬化システムを含有する光硬化セラミック層に、該光硬化セラミック層の厚みと略同一厚みの導体が、該導体が露出するように埋設された複合シートであって、該導体に１００ｍＪで露光した際の全光線透過率が１０％以下であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の複合シートは、少なくともセラミック材料と光硬化システムを含有する光硬化セラミック層に、該光硬化セラミック層の厚みと略同一厚みの導体が、該導体が露出するように埋設された複合シートであって、該導体に１００ｍＪで露光した際のｈ線波長領域における光線透過率が５％以下であることを特徴とする。
【００２１】
本発明の複合シートは、少なくともセラミック材料と光硬化システムを含有する光硬化セラミック層に、該光硬化セラミック層の厚みと略同一厚みの導体が、該導体が露出するように埋設された複合シートであって、該導体に１００ｍＪで露光した際のｉ線波長領域における光線透過率が５％以下であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の複合シートは、前記光硬化システムが、少なくとも光硬化可能なモノマーと光重合開始剤を含有することが望ましい。
【００２３】
また、本発明の複合シートは、前記導体が、金属と、金属酸化物もしくはガラスを含有することが望ましい。
【００２４】
本発明の複合シートの製造方法は、（ａ）支持体表面に、少なくとも金属粉末材料と、金属酸化物もしくはガラスとを含む導体ペーストによって、１００ｍＪで露光した際の全光線透過率が１０％以下となる所定の導体を形成する工程と、
（ｂ）前記導体を形成した支持体上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体の厚み以上の厚みに塗布して光硬化セラミック層を形成する工程と、
（ｃ）前記支持体の裏面より、光を照射して、前記導体形成以外の領域の光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層の前記導体表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化セラミック層と導体からなる複合シートを作製する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００２５】
本発明の複合シートの製造方法は、（ａ）支持体表面に、少なくとも金属粉末材料と、金属酸化物もしくはガラスとを含む導体ペーストによって、１００ｍＪで露光した際のｈ線波長領域における光線透過率が５％以下となる所定の導体を形成する工程と、
（ｂ）前記導体を形成した支持体上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体の厚み以上の厚みに塗布して光硬化セラミック層を形成する工程と、
（ｃ）前記支持体の裏面より、光を照射して、前記導体形成以外の領域の光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層の前記導体表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化セラミック層と導体からなる複合シートを作製する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００２６】
本発明の複合シートの製造方法は、（ａ）支持体表面に、少なくとも金属粉末材料と、金属酸化物もしくはガラスとを含む導体ペーストによって、１００ｍＪで露光した際のｉ線波長領域における光線透過率が５％以下となる所定の導体を形成する工程と
（ｂ）前記導体を形成した支持体上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体の厚み以上の厚みに塗布して光硬化セラミック層を形成する工程と、
（ｃ）前記支持体の裏面より、光を照射して、前記導体形成以外の領域の光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、
（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層の前記導体表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化セラミック層と導体からなる複合シートを作製する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の複合シートの製造方法は、前記光硬化セラミック層および導体の厚みが５０μｍ以下であることが望ましい。
【００２８】
本発明の積層体の製造方法は、（ｅ）請求項６に記載の（ａ）〜（ｄ）工程により作製した複合シートを積層し、任意の層数の積層体を形成する工程と、
（ｆ）前記積層体を焼成する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００２９】
本発明の積層体の製造方法は、（ｇ）請求項７に記載の（ａ）〜（ｄ）工程後に、支持体から光硬化セラミック層と導体とからなる複合シートを剥離する工程と、
（ｈ）（ａ）〜（ｄ）および（ｇ）工程によって作製された複数の複合シートを積層する工程と、
（ｉ）前記積層体を焼成する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００３０】
本発明の積層体の製造方法は、（ｊ）請求項８に記載の（ａ）〜（ｄ）工程により、第１の支持体上に第１の複合シートを作製する工程と、
（ｋ）（ａ）〜（ｄ）工程を経て、第２の支持体上に第２の複合シートを作製する工程と、
（ｌ）前記第１の複合シートの表面に、前記第２の複合シートを積層する工程と、
（ｍ）前記第２の複合シートから前記第２の支持体を剥離する工程と、
（ｎ）必要に応じ、上記（ｋ）〜（ｍ）工程を繰り返すことによって複合シートによる任意の層数の積層体を形成する工程と、
（ｋ）前記積層体を焼成する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の積層体の製造方法は、前記光硬化セラミック層および導体の厚みが５０μｍ以下であることが望ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の複合シートによれば、導体の全光線透過率を１０％以下にすることが重要である。導体の全光線透過率を１０％以下にすることで、光硬化セラミック層を硬化させ、現像させた場合に、複合シートから露出する導体の金属部位の露出度が大幅に向上する。逆にいえば、全光線透過率が１０％を越えた場合、導体表面に取り除かれるべき光硬化セラミック層残さが残り過ぎる。１０％以下にすることは、該複合シート積層時において、導体間の接続信頼性を大幅に向上することに繋がる。
【００３３】
また、本発明の複合シートによれば、導体のｈ線波長領域における光線透過率を５％以下にすることが重要である。光硬化セラミック層を硬化させる為の光硬化システムとしては、厚みの厚いものにも対処できるように長波長で感度の高いものを用いることが望ましい。その場合、導体のｈ線透過率が５％以下であれば、光硬化セラミック層残さが少なく、導体の金属部位の露出度が大幅に向上する。
【００３４】
また、本発明の複合シートによれば、導体のｉ線波長領域における光線透過率を５％以下にすることが重要である。露光に用いられる光源として、もっともよく用いられるもののひとつに超高圧水銀灯があり、これはｉ線強度が高いことが特徴のひとつである。従って、光硬化セラミック層を硬化させる為の光硬化システムとしては、ｉ線でラジカル発生する光硬化材を用いるため、導体のｉ線透過率が５％以下であれば、光硬化セラミック層残さが少なく、導体の金属部位の露出度が大幅に向上する。
【００３５】
また、本発明の複合シートに用いる光硬化システムは、少なくとも光硬化可能なモノマーと光重合開始剤を含有することが好ましい。これにより、短時間で露光部と非露光部の現像液溶解性の差を生みやすく、生産性が向上する。
【００３６】
また、本発明の複合シートに用いる導体は、金属と金属酸化物もしくはガラスからなることが好ましい。特に、導電率を司る導電材は、金、銀、銅の一種またはその合金を用いることが好ましい。これらの金属は導電率が高いため、導体抵抗値が低く押さえられる。但し、それぞれの金属の融点は、１０６３℃、９６１℃、１０８３℃と、セラミックスに用いる材料としては比較的低いものである為、先述の如く、焼成収縮挙動をセラミックスと合わせる目的で、金属酸化物もしくはガラスを添加することが好ましい。ガラスは、熱膨張率及び軟化流動性をコントロールしやすい為、特に好ましい。
【００３７】
本発明の複合シートは、（ａ）支持体表面に、少なくとも金属粉末材料と、金属酸化物もしくはガラスとを含む導体ペーストによって、１００ｍＪで露光した際の光線透過率が規定値以下となる所定の導体を形成する工程と、（ｂ）前記導体を形成した支持体上に、少なくとも光硬化可能なモノマー、光重合開始剤、およびセラミック材料を含有する光硬化スラリーを、前記導体の厚み以上の厚みに塗布して光硬化セラミック層を形成する工程と、（ｃ）前記支持体の裏面より、光を照射して、前記導体形成以外の領域の光硬化セラミック層を光硬化させる工程と、（ｄ）現像液を付与して、前記光硬化セラミック層の前記導体表面を含む非光硬化部を溶化、除去することによって、光硬化セラミック層と導体からなる複合シートを作製する工程と、
を具備することを特徴とする複合シートの製造方法を用いることにより実現出来る。本製造方法より、厚い導体と薄いセラミック層とを備え、しかも、両者の厚みが略同一であるため、平坦な積層部品を容易に作製するのに、好適に用いることが出来る。
【００３８】
また、本発明の複合シートの製造方法によれば、上記した複合シートを容易に精度よく、しかも安価に作製することが出来る。
【００３９】
また、本発明の積層部品の製造方法によれば、導体の形成は全て平面へ導体として形成されることから、そして導体表面の残さが少ないことから、従来のビアホールへのペーストの充填不良、不導体のたまりに伴う導通不良などの発生等を防止出来る。
【００４０】
また、ビア加工が不要であるため、ビア埋め込みの際の位置合わせが不要となり、大幅な工程短縮となる。しかも、感光性セラミックグリーンシートの形成にあたり、本発明によれば、印刷された導体自体をマスクとして用い、感光性セラミックグリーンシートの前面塗布と、支持体裏面からの前面露光によって形成することができるために、安価にかつ容易に感光性セラミックグリーンシートと導体からなる複合シートを作製することが出来る。しかも、このような複合シートの形成は、その層数に合わせて、各支持体上で並列して形成することができることから、必要な層数の複合シートを作製した後に、それらを一括して積層後、焼成することによって、大幅に工程を簡略化することができ、自動化も容易となる。
【００４１】
このように、本発明の複合シート、並びに積層部品の製造方法によれば、光に対する硬化性が安定した複合シートが得られ、且つ積層時に導体の厚み分の段差が発生することがなく、また、導体と光硬化セラミック層の界面の段差も小さく、デラミネーションの発生や、無理な加圧による変形などの問題も無く、容易に導体間の感光性セラミックグリーンシート厚みの薄層化と、導体の厚みの厚膜化を両立することができ、導体間接続の信頼性も確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の複合シートは、例えば、図１（ａ）に示すように、少なくともセラミック材料と光硬化システムを含有する光硬化セラミック層１に、光硬化セラミック層１の厚みと略同一厚みの導体３が、導体３が露出するように埋設された複合シートＡであって、導体３に照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で露光したときの導体３の全光線透過率が１０％以下、特に、５％以下、さらに３％以下であることが重要である。また、導体３は照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で露光したときのｈ光線透過率が５％以下、特に、３％以下、さらに１％以下であることが重要である。また、導体３は照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で露光したときのｉ光線透過率が５％以下、特に、３％以下、さらに１％以下であることが重要である。
【００４３】
これ等を達成する為には、印刷のかすれ等の作製時の課題もさることながら、導体３中の、金属と同時に配合する金属酸化物またはガラスの光線透過率及び配合量及び導体３厚みが問題となる。特許文献３に示されたように添加するガラス量を５５体積％も加えると、５０μｍ程度の厚みでもガラスの光線透過率が一般には高いために、全光線透過率が１０％以下にはならない。また、ｈ線光線透過率及びｉ線光線透過率についても同様である。
【００４４】
従って、本発明の製造方法を実施しない場合には、導体３上に光硬化した感光性セラミックスが残り、平面度が確保できないばかりか、接続信頼性まで低下させてしまう。
【００４５】
特に、導体３が薄い場合、あるいは複合シートの厚みが薄い場合に、その他のパラメータに注意を要する。
【００４６】
以下に導体３の全光線透過率、ｈ線透過率並びにｉ線透過率を制御する方法について、詳細に説明する。
【００４７】
導体３は、例えば、導体ペーストにより形成することができ、この導体ペーストは平均粒径が１〜５μｍ程度の前記導体材料の粉末に、必要に応じてセラミック材料を添加した無機成分に対して、エチルセルロース、アクリル樹脂などの有機バインダーを加え、さらにジブチルフタレート、αテルピネオール、ブチルカルビトール、２・２・４−トリメチル−３・３−ペンタジオールモノイソブチレートなどの適当な溶剤を混合し、３本ローラ又はボールミル等により均質に混練して調製される。
【００４８】
この導体ペーストに添加する無機成分の材質や粒径、添加量ならびに有機バインダーの添加量が導体３の全光線透過率、ｈ線透過率並びにｉ線透過率に大きな影響を与える。
【００４９】
無機成分の材質としては透光性のあるガラスや、透光性のある結晶を用いる場合にはその添加量は極力少ない方がよく、粒径は小さい方がよい。有機バインダーについても、保型性に悪影響を与えない範囲で少なくすることが望ましい。
【００５０】
これらの影響は、導体３の厚みによっても変化するが、いずれにしても、本発明の範囲の全光線透過率、ｈ線透過率並びにｉ線透過率とすることが重要である。
【００５１】
また、本発明の複合シートを構成する要素である光硬化セラミック層は、結晶質の無機粉末や非晶質の無機粉末を用いることができ、例えば、本発明の複合シートを用いて、配線基板を作製する場合には、（１）Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣを主成分とする焼成温度が１１００℃以上のセラミック材料、（２）少なくともＳｉＯ２およびＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯなどのアルカリ土類金属酸化物を含有する金属酸化物による混合物からなる１１００℃以下、特に１０５０℃以下で焼成されるセラミック材料、（３）ガラス粉末、あるいはガラス粉末とセラミックフィラー粉末との混合物からなる１１００℃以下、特に１０５０℃以下で焼成される低温焼結性のセラミック材料の群から選ばれる少なくとも１種が選択される。
【００５２】
用いられる（２）の混合物や、（３）のガラス組成物としては、ＳｉＯ２−ＢａＯ−Ａｌ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系、ＳｉＯ１ｌ２Ｏ３−アルカリ金属酸化物系、さらにはこれらの系にアルカリ金属酸化物、ＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｐｂ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等を配合した組成物が挙げられる。（３）におけるセラミックフィラーとしては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、フォルステライト、コージェライト、ムライト、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＭｇＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３の群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、ガラスに対して２０〜８０質量％の割合で混合されることが望ましい。上記のセラミック材料について原料の平均粒径が焼結性に影響を与えるため、平均粒径０．５〜８μｍ、更には１〜５μｍの範囲とするのが望ましい。
【００５３】
また、感光性樹脂としては、感光性を付与したモノマーや光重合開始剤などが挙げられる。感光性を付与したモノマーとしては、低温で短時間の焼成工程に対応するために、熱分解性に優れたものであることが望ましい。また、感光性を付与したモノマーは、スラリー材の塗布・乾燥後の露光によって光重合される必要があり、遊離ラジカルの形成、連鎖生長付加重合が可能で、２級もしくは３級炭素を有したモノマーが好ましく、例えば少なくとも１つの重合可能なエチレン系基を有するブチルアクリレート等のアルキルアクリレートおよびそれらに対応するアルキルメタクリレート等が挙げられる。また、テトラエチレングリコールジアクリレート等のポリエチレングリコールジアクリレートおよびそれらに対応するメタクリレートも有効である。光重合開始剤としては、ベンゾフェノン類，アシロインエステル類化合物などが挙げられる。
【００５４】
また、有機バインダーも、感光性を付与したモノマーと同様に熱分解性が良好であることが望まれ、同時にスラリーの粘性を決めるものであるため、固形分との濡れ性も考慮することが必要である。本発明によれば、アクリル酸もしくはメタクリル酸系重合体のようなカルボキシル基、アルコール性水酸基を備えたエチレン性不飽和化合物が好ましい。
【００５５】
有機溶剤としては、エチルカルビトールアセテート、ブチルセルソルブ、３メトキシブチルアセテート、トルエン、ＩＰＡの群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００５６】
また、本発明において、各成分の含有量は、セラミック粉末１００質量部あたり、感光性を付与したモノマー及び光重合開始剤を５〜２０質量部、有機バインダーを１０〜３０質量部、可塑剤を１〜５質量部、有機溶剤を５０〜１００質量部の割合が適当である。
【００５７】
そして、本発明の光硬化セラミック層は、例えば、以上説明した割合で無機粉末に、感光性を付与したモノマーと、光重合開始剤と、有機バインダーと、可塑剤とを、有機溶剤に混合し、ボールミルで混練して調製したスラリーを従来周知のドクターブレード法などによってシート化することで作製することができる。
【００５８】
より具体的には、光硬化セラミック層１および導体３の厚みは、いずれも１０〜５０μｍ、特に１５〜４０μｍ、さらには１５〜３０μｍの薄層によって形成されており、光硬化セラミック層１および導体３の厚み差が導体３の厚みの２０％以下、特に１０％以下、さらには、５％以下であることが、または厚み差が５μｍ以下、さらには３μｍ以下であることによって、導体３自体の厚みによる光硬化セラミック層１との段差が実質的に抑制される。
【００５９】
また、このような複合シートＡから支持体を取り外すことによって複合シートＡ単体を得、それを複数枚積層した積層体を焼成することで、図１（ｂ）に示すような積層部品５を作製することができる。
【００６０】
このような積層部品５において、導体３を焼成して得られた配線層３ａは、感光性セラミックグリーンシート１を焼成して得られたセラミック層１ａを平面方向に伸びることによって平面回路を形成している。また、部分的に配線層３ａを厚み方向に積み上げることによりビア導体３ｂが形成されている。
【００６１】
そして、このような積層部品５ではセラミック層１ａと、配線層３ａとが、略同一厚みとなり形成されることで、凹凸が格段に少ない積層部品５となる。また、このような積層部品５では従来よりも、格段に厚く配線層３ａを形成することができることから配線層３ａの電気的抵抗を格段に小さくすることができる。また、セラミック層１ａの厚みも薄くなっているため、積層部品５も小型化することができる。そして、このような積層部品５は例えば、表面に半導体素子や積層コンデンサなどの電気部品６を搭載する配線基板として好適に用いられる。
【００６２】
そして、導体３の特性を本発明の範囲に制御することで、特に、導体３間の接続信頼性に優れた積層部品５となるのである。
【００６３】
以下に、本発明の複合シートＡ、積層部品５の製造方法について説明する。
【００６４】
本発明によれば、まず、少なくともセラミック材料を含有する光硬化セラミック層１の一部に、少なくとも金属粉末と有機バインダーとを含有する導体３が光硬化セラミック層１を貫通して形成されてなる複合シートＡを作製する。
【００６５】
導体３となる導体ペーストは、平均粒径が１〜５μｍ程度の前記導体材料の粉末に、必要に応じてセラミック材料を添加した無機成分に対して、エチルセルロース、アクリル樹脂などの有機バインダーを加え、さらにジブチルフタレート、αテルピネオール、ブチルカルビトール、２・２・４−トリメチル−３・３−ペンタジオールモノイソブチレートなどの適当な溶剤を混合し、３本ローラ又はボールミル等により均質に混練して調製される。
【００６６】
また、光硬化セラミック層１となる感光性スラリーは、望ましくは、セラミック粉末に感光性を付与したモノマーと、光重合開始剤と、有機バインダーと、可塑剤とを、有機溶剤に混合し、ボールミルで混練して調製する。なお、詳細については、前述した光硬化セラミック層の作製方法についての記載と同様である。
【００６７】
次に、上記の感光性スラリーおよび導体ペーストを用いて以下の工程によって、複合シートＡを形成する。
【００６８】
まず、本発明において導体３の形成方法は、図２（ａ）に示すように、所定の光透過性の支持体７上に、前記導体ペーストをスクリーン印刷法等により印刷し、導体３を形成する。
【００６９】
このとき、導体３に照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で露光したときの導体３の全光線透過率を１０％以下、特に、５％以下、さらに５％以下とすることが重要である。また、導体３は照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で露光したときのｈ光線透過率を５％以下、特に、３％以下、さらに１％以下することが重要である。また、導体３は照度３０ｍＷ／ｃｍ２の超高圧水銀灯を光源として、１００ｍＪの条件で露光したときのｉ光線透過率を５％以下、特に、３％以下、さらに１％以下とすることが重要である。
【００７０】
次に、図２（ｂ）に示すように、前記感光性スラリーを、例えばドクターブレード法にて前記導体３の厚み以上の厚みに塗布して所定の厚みで全面に塗布して光硬化セラミック層１を形成する。
【００７１】
そして、図２（ｃ）に示すように、支持体７の裏面より例えば超高圧水銀灯を光源として用いて露光を行う。この露光によって、導体３形成以外の領域の光硬化セラミック層１を光硬化させる。この露光工程においては、光硬化セラミック層１は、導体３形成以外の領域の光硬化セラミック層１では照射された光の量により裏面から一定の厚みまで光重合反応がおこり不溶化部を形成するが、導体３は紫外線が通過しないために、導体３上に形成されている光硬化セラミック層１は、光硬化可能なモノマーの光重合反応がおこらない溶化部となる。このときの露光量は、実質的に不溶化部の厚みが、導体３の厚みと同じになるように露光量が調整されることが望ましい。具体的な露光量としては、超高圧水銀灯（照度３０ｍＷ／ｃｍ２）を光源として３０ｍＪ〜１５０ｍＪとすることが望ましい。
【００７２】
その後、光硬化セラミック層１全体を現像処理する。現像処理は、感光性セラミックグリーンシート１の溶化部を現像液で除去するもので、具体的には、例えば、トリエタノールアミン水溶液、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムなどを現像液として用いてスプレー現像、洗浄、乾燥を行う。この処理により、図２（ｄ）に示すように、支持体７上には、導体３と光硬化セラミック層１とが実質的に同一厚みで一体化した複合シートＡが形成される。
【００７３】
なお、この複合シートＡは、支持体７から複合シートＡを剥離することによって、複合シートＡ単体を得ることができる。
【００７４】
次に、この複合シートＡを用いて積層部品を製造する方法について以下に説明すると、まず、前記図２（ａ）〜（ｄ）に従い、支持体７上に、光硬化セラミック層１と所定のパターンの導体３が形成された複数の支持体付き複合シートを作製し、支持体７を取り外して複数の複合シートＡ１〜Ａ１４を作製する。
【００７５】
そして、図３（ａ）に示すように、これらの複合シートＡ１〜Ａ１４の複合シートを位置あわせしながら、重ね合わせ一括して圧着することによって積層体８を形成する。なお、圧着時には、複合シートＡ中に含まれる有機バインダーのガラス転移点以上の温度をかけながら行なうことが望ましい。
【００７６】
なお、一括して積層する場合、すべて支持体７を剥がして積層してもよいが、圧着時の最下面と最上面の取り扱いを考慮すれば、最下面と最上面のみは、支持体７から剥がすことなく、積層、圧着した後に、支持体７を剥がすことによって、図３（ｂ）に示すように積層体８を形成することもできる。
【００７７】
そして、この積層体８を、所定の温度で焼成することによって、導体３によって３次元的な回路が形成された積層部品５を形成することができる。なお、焼成にあたっては、作製された積層体８を脱バインダー工程で、成形体中に含まれている有機バインダー、感光性を付与したモノマーを消失し、焼成工程にて窒素などの不活性雰囲気中又は大気中で、用いられたセラミック材料および導体材料が十分に焼成することのできる温度で焼成され、相対密度９５％以上に緻密化される。
【００７８】
また、必要に応じて、表面処理として、さらに、積層部品５の表面に厚膜抵抗膜や厚膜保護膜の印刷・焼きつけ、メッキ処理、さらにＩＣチップを含む電気部品６の接合を行うことによってセラミック回路基板を作製することができる。
【００７９】
また、表面の導体３は、焼成された積層体の表面に、印刷・乾燥し、所定雰囲気で焼きつけを行っても良い。
【００８０】
さらに、積層部品５であるセラミック多層回路基板の表面に形成される導体３、端子電極の表面には、半田との濡れ性を改善するために、ニッケル、金などのメッキ層が１〜３μｍの厚みで形成してもよい。
【実施例】
【００８１】
まず、Ａｇ粉末１００体積部に対して、表１に示す粒径のバリウムホウ珪酸ガラス粉末を表１に示す割合で添加し、更に、エチルセルロースを１質量部、さらに有機溶剤として２・２・４−トリメチル３・３−ペンタジオールモノイソブチレートを１２質量部加え、３本ロールミルで混合して導体ペーストを作製した。
【００８２】
また、光硬化セラミック層となる感光性スラリーは、セラミック原料粉末１００質量部と、感光性を付与したモノマー（ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート）（８質量部）および有機バインダー（アルキルメタクリレート）を２５質量部と、可塑剤を３質量部、有機溶剤（エチルカルビトールアセテート）７０質量部に混合し、ボールミルで混練して作製した。
【００８３】
なお、セラミック原料粉末は、ＳｉＯ２−４５質量％、Ｂ２Ｏ３−１２質量％、Ａｌ２Ｏ３−２５質量％、ＭｇＯ−８質量％、ＣａＯ−４質量％、ＺｎＯ−６質量％の組成のガラス粉末−７５質量％と、Ａｌ２Ｏ３粉末−２５質量％の混合粉末を用いた。
【００８４】
次に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる支持体上に、導体ペーストをスクリーン印刷法等により印刷し、最小配線幅１００μｍ、２５μｍの厚みの複数本の導体を形成した。
【００８５】
次に、上記導体の上に、感光性スラリーをドクターブレード法により、感光性スラリーが乾燥する前の段階では導体よりも厚くなるように塗布乾燥し、導体の存在しない場所での乾燥後の厚みが２７μｍとなるように感光性セラミックグリーンシートを形成した。
【００８６】
次に、支持体の裏面側より光硬化セラミック層の裏面に、超高圧水銀灯（照度３０ｍＷ／ｃｍ２）を光源として１００ｍＪで全面露光した。その後、希釈濃度２．５％のトリエタノールアミン水溶液を現像液として用いて３０秒間スプレー現像を行った。この後、現像後の純水洗浄の後、７０℃で乾燥を行った。
【００８７】
こうして、出来上がった複合シートは、導体上の溶化部と、光硬化セラミック層の厚みが導体の厚みと同等になるように現像処理で除去され、導体が露出して、その結果、表１に示す厚みの導体と、表１に示す厚みの光硬化セラミック層とが一体化した複合シートを作製することができた。
【００８８】
同様に、それぞれの支持体上に内部導体用、表面導体用およびビア導体用の導体を具備したそれぞれ１４層の複合シートを作製した。
【００８９】
上記のようにして作製した複合シートより、それぞれＰＥＴフィルムを剥離し、順番に位置合わせを行いながら、積層を行った。この後、プレス機を用いて、プレス圧４０ＭＰａ、温度６０℃にて２分間プレスを行い、積層体を圧着した。
【００９０】
その後、導体がＡｇ、Ａｇ−Ｐｄの場合、大気中で３００℃で２時間で脱バインダー処理した後、９００℃大気中で１時間焼成を行い、積層部品であるセラミック多層回路基板を作製した。導体がＣｕの場合、Ｎ２雰囲気中７００℃１時間で脱バインダー処理した後、Ｎ２中９００℃１時間で焼成を行い、セラミック多層回路基板を作製した。なお、この評価基板には、導通試験用の回路を形成した。
【００９１】
（複合シート外観評価、厚みバラツキ精度評価）
作製した複合シートについては、評価数５０枚で、光硬化セラミック層の外観（破れ、ボイド等）を顕微鏡（×２０）による検査し、また、各シートの光硬化セラミック層の部分をそれぞれ５点、非接触のレーザ厚み測定器を用いて測定し、支持体分の厚みを差引くことで厚みバラツキの評価を行った。
【００９２】
（導通評価）
評価基板については導通を確認した。評価数を５０個とし、歩留まりを算出した。
【００９３】
（断面ＳＥＭ）
作製した評価基板については、セラミック層厚み、配線層厚みの関係により発生するデラミネーションの有無について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い断面の観察を行った。
【００９４】
（導体の光線透過率）
導体の光線透過率は以下のように測定した。全光線、ｈ線およびｉ線の受光器を取り付けた紫外線照度計（ウシオ電機株式会社製ＵＩＴ−１０１）を用い、支持体がある場合と無い場合の照度を測定し、その値から導体に対する光線（全光線、ｈ線、ｉ線）透過率を計算した。なお、測定に際して、光源と導体の距離を３６０ｃｍとし、支持体と受光器の距離を０．０１ｃｍとした。その結果を表１に示す。
【００９５】
なお、ｈ線並びにｉ線が記載がされていない試料については、それぞれ、ｈ線並びにｉ線を通過させないフィルタを用いて試験を行った。
【表１】
2006012978.tif 000003
【００９６】
本発明の範囲外である導体の全光線透過率が１０％を越える、あるいは、ｈ線波長領域における光線透過率が５％を越える、あるいは、ｉ線波長領域における光線透過率が５％を越える試料Ｎｏ．１、９、１７で導体の上の感光性セラミック層が硬化して除去されないために、導体同士の導通不良が発生した。
【００９７】
一方、本発明の試料Ｎｏ．２〜８、１０〜１６、１８〜２４では、比較例に比べ、厚みばらつき、導通不良が格段に改善された。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】（ａ）、（ｃ）は、本発明の複合シートの概略断面図であり、（ｂ）、（ｄ）は、本発明の積層部品の概略断面図である。
【図２】本発明の複合シートの作製方法を説明するための工程図である。
【図３】本発明の積層部品を作製する方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
【００９９】
Ａ・・・複合シート
１・・・光硬化セラミック層
１ａ・・・セラミック層
２・・・支持体
３・・・導体
３ａ・・・配線層
３ｂ・・・ビア導体
５・・・積層部品
６・・・電気部品
７・・・積層体
【図１】
2006012978.tif 000004
【図２】
2006012978.tif 000005
【図３】
2006012978.tif 000006